2016年[工程测量]案例分析3: 变形监测案例

　　变形监测案例

　　背景材料

　　工程概况：某地铁将通过正在施工的住宅小区工地，工地地质条件差。目前工地基坑开挖已完成，正进行工程桩施工。住宅小区周边较大范围内地面有明显沉降。地铁采用盾构施工，从工程桩中间穿过，两者最近距离1.7～1.8 m。地铁施工可能引起周边土体、工程桩位移和周边地面、建筑物沉降。基于上述考虑，在采取相关的加固工程措施的同时，应进行变形监测，确保周边建筑物安全。

　　变形监测实施技术方案编制依据：《建筑地基基础设计规范》、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》、《建筑变形测量规范》、《工程测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《城市测量规范》、《建筑工程设计手册》、该工程相关图纸。

　　变形监测项目和测点布置：⑴ 周边建筑物、地面(管线)沉降测量。在监测范围内，根据到地铁隧道的远近，在每栋楼分别布设2～12个基础沉降测点和1～4个地面沉降测点;在基坑南侧管线位置布设8个地面沉降测点;在隧道与止水幕墙交叉的2个位置各布设6～8个地面沉降测点。总共布设沉降测点165个。　 ⑵ 基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量。在基坑止水幕墙顶部共布设21个位移和沉降测点，间距15～30m。　⑶ 工程桩顶部水平位移测量。在隧道两侧的82条工程桩中选择20条桩，在其桩顶布设水平位移测点。

　　变形监测方法：沉降观测按二等水准测量建立高程基准点，埋设6个水准测量基准点，线路长25Km。沉降观测按三等变形测量的精度要求施测，变形观测点的高程中误差1.0mm。水准测量采用精密水准仪观测。水平位移观测按二等水平位移标准建立基准网，共布设12个基准点和工作基点，测角中误差1.8″。采用精密全站仪用极坐标法施测变形点的位移，变形点的点位中误差≤3mm。

　　变形监测频率：监测时间6个月，分三个阶段：地铁施工前、施工中和施工后。由于监测时间短，基准网不进行复测。测点在初测后，按其变形速度确定监测频率。变形速度 w，当 w>10mm/d 每天2次，当51次，当w< 1mm/d每1～2周1次。地铁施工后每月测量1～2次，直至变形体稳定。

　　变形监测的定义：变形监测是对变形体进行多次观测，以确定其空间位置随时间的变化特征。变形分为两类：变形体自身的变形和变形体的刚体位移。变形体自身的变形包括伸缩、错动、弯曲和扭转四种变形。变形体的刚体位移包括整体平移、转动、升降、倾斜四种变形。根据变形随时间变化的特性可分为静态和动态变形，静态变形通过周期性的监测得到，动态变形通过连续监测得到。

　　变形监测的内容：变形监测包括水平位移、垂直位移监测以及倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等观测，还包括与变形有关的物理量的测定，如应力、应变、温度、气压、水位、渗流、渗压、扬压力等的测定。

　　变形监测的特点：周期性、高精度、综合应用多种方法进行监测、数据处理和分析需结合变形体的结构。

　　变形监测方法：常规大地测量方法，有精密高程测量、精密距离测量和角度测量等。空间测量技术，有GPS测量、InSAR技术。专门的测量技术和手段，有液体静力水准测量、准直测量、正倒垂线测量、裂缝测量、应变测量和倾斜测量等。摄影测量和激光扫描技术等。

　　变形监测资料分析的常用方法：作图分析、统计分析、对比分析和建模分析等。作图分析是将观测资料绘制成各种曲线，常将观测资料按时间顺序绘制成过程线。统计分析是用数理统计方法(多元线性回归)分析计算各种观测物理量的变化规律和变化特征，分析其周期性、相关性和发展趋势。对比分析是观测值与设计值或模型试验值进行比较分析。建模分析是建立数学模型(统计模型、确定性模型、混合模型)研究观测物理量的变化规律。

变形监测资料作图分析

　　变形测量工程提交的成果资料：技术设计书和测量方案、监测网和监测点布置图、标石和标志规格埋设图、仪器的检校资料、原始观测记录、平差计算和成果质量评定资料、变形观测数据处理分析和预报成果资料、变形过程和变形分布图表、变形监测及分析和预报的技术报告。

　　考试样题

　　多项选择题

　　变形观测周期的确定与下列因素有关：( B、C、D )。

　　A.观测的精度 B.变形的速度 C.变形的大小

　　D.观测目的 E.观测方法

　　简答题

　　1.变形监测除布设监测点外，还布设测量基准点和工作基点。布设测量基准点和工作基点的目的是什么?

　　布设测量基准点是保证变形监测的起始值稳定，有统一的测量基准。工作基点相对于监测点有较好的稳定性，方便对监测点进行测量，并减少测量误差。

　　2. 对变形监测资料进行分析是变形监测的主要工作之一，常用的方法有哪儿种?

　　见分析要点：变形监测资料分析的常用方法。

　　3.变形监测项目完成后，提供给甲方的成果应包含哪些内容?

　　见分析要点：变形测量工程提交的成果资料。